钢中大颗粒夹杂物的产生及防止

钢中大颗粒夹杂物的产生及防止
摘要：本文对非金属夹杂物的来源进行了简单的阐述，并提出怎样防止大颗粒夹杂物。

关键词：脱氧、夹杂物、二次氧化
1主要设备
兴澄钢铁公司滨江厂区采用全线从国外引进的100t超高功率电弧炉＋LF(VD)＋CCM(300mm×340mm)大方坯连铸工艺.
项目参数铸坯断面/mm×mm300×340弧形半径/m12流数5矫直方式多点连续二冷却方式气雾冷却电磁搅拌(M-EMS,F-EMS)有铸流保护有非金属夹杂物对钢来说，是极其重要的质量指标。

降低大颗粒夹杂的生成，使钢中非金属夹杂物含量将低，从而提高了钢材的纯洁度。

因此控制钢水中非金属夹杂物已经成为炼钢厂重点关注的问题。

2钢包吹氩时氩气泡对夹杂物的浮选作用
钢包吹氩条件下钢中固相夹杂物的去除主要依靠小气泡的浮选作用，即夹杂物与小气泡碰撞并粘附在气泡壁上，然后随着气泡上浮而去除。

对钢包吹氩去除夹杂物决定于吹入钢液中的气泡数量和气泡的尺寸，气泡尺寸越小，夹杂物被气泡俘获的概率越大，吹入钢液的气泡数量越多，去除夹杂物的数量就越多[1]。

3钢包处理过程中钢包包龄对非金属夹杂物形成的影响
钢包处理过程中钢包釉面层对形成非金属夹杂物的影响，在钢包处理工艺的各个环节以及从不同包龄的钢包中都取了钢样，在显微镜下对夹杂物的数量进行了统计，发现在钢水脱氧之前以及在钢包处理的末期，夹杂物的数量随着钢包包龄的增加而增加，在钢包使用超过一定炉次后，夹杂物的增加更为显著。

钢样中全氧含量与溶解氧含量之间存在的差异也进一步证明了这个结果。

在浇铸之前钢水中有两种类型的夹杂物，一种只包含成分接近于3CaO·A1 O 的氧化物溶体，另一种除包含该氧化物溶体之外还包含MgO相。

该发现与另一项研究的结果相吻合，即在钢包釉面层的钢渣渗透层中同时存在3CaO·A1 O 和MgO。

得出的结论是，在钢包处理过程中，钢包釉面层是钢中非金属夹杂物的最重要来源。

4 连铸大方坯夹杂分析
连铸坯中存在的非金属夹杂物是一种普遍现象，其来源有外来和内生夹杂两类，研究表明连铸坯中夹杂主要来源于外部，包括生产过程的各种渣，与高温熔体接触的耐火材料及钢液与空气接触的二次氧化产物。

此外，还受许多操作因素的影响。

连铸坯中非金属夹杂物来源于以下三方面：1）中间包钢液和大包注流被空气氧化的产物；2）大包渣和中间包衬进入中间包钢液；3）结晶器保护渣进入钢液。

坯内部夹杂是这些来源构成的复合物。

还发现中间包钢液中夹杂主要来源于大包渣，其数量随连浇炉增加而增加。

由于非金属夹杂物来源包含在炼钢到连铸的整个过程，因此防止非金属夹杂物的措施是复杂的：
1、首先要保证原始钢水的纯净度。

减少钢水的过氧化和出高温钢，避免下氧化渣。

2、足够的精炼时间，保证脱氧和脱硫工作彻底有效，确保高真空时间和软吹氩时间。

3、大包下渣和中间包卷渣控制，在大包和中间包之间，中间包和结晶器之间使用长水口和浸入式水口、气封、液面加覆盖剂、中间包加盖等措施。

4、不同的钢种使用不同的保护渣，以达到更好的保温、隔绝空气和吸收夹杂物等多种功能。

5、选择合适的中间包内衬及电磁搅拌系数。

四、SKF钢包炉精炼钢中Al 含量对夹杂总量的影晌
精炼炉采用100 t LF-VD（SKF）钢包炉，设有微调成分、加热、真空处理的功能，具有加热、氩气搅拌、成分微调、真空处理等功能。

工艺流程：初炼钢水→除氧化渣（必要）→脱氧造渣→ (升温、脱氧、脱硫、成分微调) →VD →搅拌→浇注。

[2]根据计算，用Al脱氧，当Als 超过0．015％时，溶解氧含量均小于5×l0-6”，根据成品的化验数据，用全氧检测值减去氧化物结合氧的分析值．得出的溶解氧大部分也在5×10 -6以内。

根据实际数据得到结果：当Als 超过0 015％时，溶解氧相当低。

要降低钢中全氧含量主要是去除氧化物夹杂，通过对Als 和夹杂总量的分析，可以看出，Als的控制对夹杂总量有明显的影响，Als 控制过低或过高，都会引起夹杂总量的增加。

生产中发现，造好还原精炼渣，双透气砖氩气搅拌是去除Al203 夹杂的有效措施。

渣可以充分吸收上浮的夹杂，保持一定吹Ar量，可以有效地使钢中夹杂上浮去除。

5结论
非金属夹杂物对钢来说，是极其重要的质量指标。

经对方坯的理化检验可以认为夹杂物主要是一次、二次氧化物及外来夹杂物。

在实践生产中采用防止出钢下渣、白渣脱氧、真空脱气等项措施,降低了
一次氧化物;采用长水口、中间包覆盖剂等手段防止二次氧化;采用优质耐材,避免保护渣卷渣,电磁搅拌技术,减少了外来夹杂物。

上述措施的采用,大大提高了钢的洁净度，保证了钢材有较好的质量。

参考文献
[1]薛正良，钢的脱氧与氧化物夹杂控制.特殊钢，2001,22（6）：1-2
[2]高海潮，SKF钢包炉精炼钢中Als含量对夹杂物总量的影响.特殊钢，2000,21（4）：1-2。